（教师用书）2016-2017版高中生物 第5章 生物的进化 第2节、第3节 进化性变化是怎样发生的、探索生物进化的历史学案 浙科版必修2

第二节进化性变化是怎样发生的第三节探索生物进化的历史(略)1概述自然选择是生物进化的动力。2理解种群基因频率的平衡、变化及计算。(重难点)3理解物种形成的两种方式。(难点)选 择 是 进 化 的 动 力1生物进化性变化的前提条件个体间存在可遗传的变异。2人工选择3自然选择4自然选择的意义达尔文认为自然选择是进化的一个重要的动力和机制。探讨：在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表现型？简要说明原因。提示：直接受选择的是表现型，例如，天敌看到的是性状，而不是控制性状的基因。探讨：自然选择是生物进化的唯一因素吗？提示：不是。比如：基因突变也是生物进化的因素。1人工选择与自然选择的比较人工选择自然选择选择因素人自然环境选择对象家养生物自然界中的生物选择目的满足人们需要适应当地环境选择手段人工挑选生存斗争进化速度较快十分缓慢结果培育出人类需要的新品种优胜劣汰，适者生存2.自然选择的几个问题(1)选择的对象：从分子水平上，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着种群中不同基因的基因频率。(2)选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。(3)选择的手段：生物繁殖产生的大量后代与有限生活条件之间的矛盾，必然引起并加剧生存斗争。通过生存斗争，使少数具有有利变异的生物个体生存下来，从而完成一次自然对生物的选择。(4)选择的结果：自然选择选择了与环境相适应的变异类型。自然选择决定着生物进化的方向，因而生物进化是定向的。1下列关于人工选择与自然选择的叙述，正确的是()A在选择过程中基因频率都发生改变B鲤鱼品种少，而金鱼品种很多，说明金鱼的变异率高，进化速度快C人工选择的生物能够向着人类需求的方向突变，所以进化速度快D在生物的进化中，两种方式同等重要【解析】金鱼品种多，是人类多方向选择的结果，与变异率无关，突变是不定向的，自然选择是生物进化的重要动力和机制。【答案】A2对生物进化的方向起决定作用的是()【导学号：35930043】A基因重组B基因突变C染色体变异D自然选择【解析】生物的变异(突变和基因重组)是不定向的，而自然选择是定向的，生物产生的种种变异，由自然选择决定是否能够保留下来，因此，我们说自然选择决定了生物进化的方向。【答案】D种 群 的 变 异 性 与 种 群 基 因 频 率1种群的变异性(1)生物进化的前提种群中普遍存在可遗传变异是自然选择的前提，也是生物进化的前提。(2)变异的结果生物通过变异产生新的基因，通过基因重组产生形形色色的基因型。在有性生殖生物的种群中，除了同卵孪生兄弟(姐妹)外，每个个体在遗传上都是独特的和有差异的。2种群基因频率的平衡和变化(1)基因库一个生物种群的全部等位基因的总和称为基因库。(2)基因频率在种群中，某一个等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例，即为基因频率。(3)基因型频率每种基因型个体数占种群总个体数的比例就叫做基因型频率。(4)遗传平衡定律概念：在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化，这就是遗传平衡定律，也称哈迪温伯格定律。打破平衡使种群基因频率发生变动的因素：a突变；b.基因迁移；c.遗传漂变；d.非随机交配；e.自然选择。探讨：环境改变使生物产生适应性的变异，这句话符合现代生物进化理论的观点吗？提示：不符合，变异是不定向的，选择是定向的。探讨：基因突变和基因重组对种群遗传组成的影响一样吗？试分析原因。提示：二者都对种群遗传组成产生影响，但影响角度不一样。只有基因突变才能出现新基因，才能丰富基因库，改变基因频率，从而影响种群的遗传组成；基因重组不能产生新基因，只能增加基因型的种类，以此来影响种群的遗传组成。探讨：一个鼠的种群中，可育基因a突变成了不育基因A，这对种群基因频率有何影响？提示：开始时出现A基因，a基因频率下降，但长期看影响不大。探讨：在对某厂职工进行遗传学调查时发现，在男女各400名职工中，女性色盲基因的携带者为30人，患者为10人，男性患者为22人。那么这个群体中色盲基因的频率为多少？提示：色盲基因频率100%100%6%。1可遗传的变异为生物进化提供了原材料每一个基因发生基因突变的频率虽然很低，但由于每个生物个体所含的基因数是一个非常巨大的数目，因此基因突变对个体来说不是稀有的，况且生物进化的单位是种群，生物进化是一个漫长的积累过程，即突变等位基因基因重组大量的变异。可见，突变和基因重组为生物进化、物种形成提供了丰富的原材料。2遗传平衡定律(1)满足条件没有突变发生；没有基因迁移；没有遗传漂变；种群中个体间的交配是随机的；没有自然选择。(2)公式及解析在一个有性生殖的自然种群中，当等位基因只有一对(A、a)时，设p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则：(pq)2p22pqq21。其中p2是AA(纯合子)基因型的频率，2pq是Aa(杂合子)基因型的频率，q2是aa(纯合子)基因型的频率。实例：AA的基因型频率为m，则A的基因频率为。3影响遗传平衡的因素影响因素具体内容突变基因迁移遗传漂变非随机交配自然选择4基因频率和基因型频率的计算方法(1)已知基因型的个体数计算基因频率某基因频率100%例如：A的基因频率100%。(2)已知基因型频率求基因频率计算公式：一对等位基因中某基因的频率该基因纯合子的基因型频率1/2杂合子的基因型频率例如：A的基因频率AA的基因型频率1/2Aa的基因型频率。5X染色体上基因的基因频率计算Xb的基因频率100%。1下列关于生物变异与生物进化的叙述，正确的是()A变异不一定均能为生物进化提供原材料B太空射线能使种子发生定向变异C一个碱基对的缺失引起的变异属于染色体变异D自然选择会使种群基因频率发生不定向改变【解析】不可遗传的变异不能提供原材料。太空射线引起的基因突变是不定向的变异。碱基对的缺失引起的变异属于基因突变。自然选择决定生物进化的方向，因此会使种群基因频率发生定向改变。【答案】A2某生物种群由基因型为AA、Aa、aa的个体组成，其中基因a的频率为45%，则该种群中基因A的频率为()【导学号：35930044】A30%B45%C55%D80%【解析】基因a的频率为45%，所以其等位基因A的基因频率为145%55%。【答案】C适 应 与 物 种 形 成1自然选择导致适应(1)适应是生物特有的一种现象，生命的结构及功能、行为、生活方式有助于该生物在一定环境条件下生存和延续，称为适应。(2)自然选择导致生物产生适应现象证据：曼彻斯特地区的两种不同表现型桦尺蠖蛾，在工业污染前后数量的变化。实质：这是一种适应性进化，这种进化性变化是自然选择所造成的。适应的原因例析(3)自然选择的结果保留有利变异，淘汰不利变异，而且能使有利变异积累起来。2异地的和同地的物种形成(1)异地的物种形成原因物种形成过程因两个种群彼此处于隔离状态而不能进行基因交流，随着时间的推移，种群间的遗传差异积累，最后达到种群间完全的生殖隔离。过程图解(2)同地的物种形成途径一a原因：二倍体植物，在形成配子时，经减数分裂形成染色体数目减半的配子，若减数分裂失败，代之以一次有丝分裂，染色体数目没有减半，形成了二倍体配子。b过程：二倍体植物在异常情况下形成的雌雄二倍体配子融合后形成四倍体合子发育为成熟植株，并借助自花授粉来繁殖。途径二用秋水仙素处理植物的分生组织，形成多倍体。结论形成的新的四倍体植物相对于二倍体亲本来说，是一个新的物种。探讨：物种的形成是否必须要经过隔离？是否必须要经过环境隔离？提示：必须要经过隔离，但可以不经过环境隔离。探讨：如何判断两种动物是否是同一物种？提示：设计杂交实验，看是否能产生可育后代，即是否存在生殖隔离。探讨：生物的进化是否一定会形成新的物种？提示：不一定，关键看是否产生生殖隔离。1环境隔离和生殖隔离的比较(1)图中A属于环境隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。(2)图中B属于生殖隔离，一旦形成就保持物种间基因的不可交流性，从而保证了物种的相对稳定。环境隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。2物种形成与生物进化的关系内容物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变变化后生物与原生物关系属于不同物种可能属于一个物种二者关系生物进化的实质是基因频率改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定导致新物种的形成1如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是 ()Aa表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料Bb表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志Cc表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化Dd表示环境隔离，新物种形成一定需要经过环境隔离【解析】突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供原材料；生物进化的标志是基因频率的改变，不是生殖隔离；隔离是物种形成的条件，但有些生物没有经过环境隔离也会形成新的物种，如植物多倍体的形成。【答案】C2大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的分化，过程如图所示，下列相关说法正确的是()A地球上新物种的形成都必须先经历a过程Bb过程的实质是定向改变种群的基因频率C只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的D品系1和品系2种群基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2【解析】图中a表示由于环境隔离使原种群分成了两个不同的种群甲和乙，物种的大爆发不是通过上述途径形成的；表示变异，它包括基因突变、基因重组和染色体变畸，为生物的进化提供了原材料；b过程表示自然选择，它会使种群的基因频率发生定向改变；品系1和品系2还是同一物种，要经过长期的进化产生生殖隔离后，才能形成物种1和物种2。【答案】B1下列与生物进化相关的描述，正确的是()A进化总是由突变引起的B进化时基因频率总是变化的C变异个体总是适应环境的D进化改变的是个体而不是群体【解析】突变和基因重组为进化提供了原材料，基因突变是不定向的，自然选择导致基因频率发生定向变化，决定了进化的方向。进化的结果是使种群的适应性进一步增强。在进化过程中，种群的基因频率是处于不断变化中的。【答案】B2果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制，基因型BB、Bb为灰身，bb为黑身。若人为地组成一个群体，其中80%为BB的个体，20%为bb的个体，群体随机交配，其子代的Bb的比例是()A25%B32%C50%D64%【解析】运用遗传平衡的表达式：(pq)2p22pqq21，因p0.8，q0.2，则Bb的比例2pq20.80.20.32。【答案】B3达尔文在加拉帕戈斯群岛上发现几种地雀分别分布于不同的岛屿上，用现代生物进化理论解释正确的是()A同一种地雀地理障碍自然选择生殖隔离不同种地雀B不同种地雀地理障碍自然选择不同种地雀C同一种地雀自然选择地理障碍生殖隔离不同种地雀D同一种地雀地理障碍生殖隔离不同种地雀【解析】始属同一物种的地雀被迁来后分布于不同的岛屿上且被海洋隔开，这样不同种群间形成地理障碍，在自然选择作用下，使不同种群的地雀的基因频率的改变也不同，最终使这些种群的基因库形成明显的差异，并逐步出现生殖隔离，这标志着不同物种的地雀形成了。【答案】A4达尔文在环球考察时，在南美洲的加拉帕戈斯群岛上观察到的嘲鸫，它们的大小和喙各不相同，栖息场所和食物也不相同，其种间杂交一般不育，据研究，它们是由一种嘲鸫进化而来的。(1)这些鸟的祖先由于偶然原因从南美大陆迁来，它们逐渐分布到各个岛上，各个岛上的嘲鸫被海洋隔开不能交配，这就阻止了种群间的 ，但此时它们之间由于没有产生 ，因此没有形成新的物种。后来由于 的作用，种群之间的性状发生 ，经过漫长进化逐渐产生了 ，便形成了不同品种的嘲鸫，产生了 。(2)这些岛屿上的嘲鸫虽然在形态、食性等方面有所差异，但它们来自同一种嘲鸫，因此在 和 上具有 的模式。【解析】(1)由于地理障碍，致使各个岛上的嘲鸫无法进行自由交配即种群间的基因交流，由于长期的自然选择，各个岛屿上的环境条件不同，原本相同的嘲鸫发生的变异不同，最终由于生殖隔离，形成了新的物种。(2)岛屿上的嘲鸫最终起源于共同的原始的祖先，即它们既存在多样性，又有在结构与功能上的统一模式。【答案】(1)基因交流生殖隔离自然选择分歧生殖隔离新物种(2)结构功能统一课堂小结：网络构建核心回扣1.选择是生物进化的动力。2.生物通过变异产生新基因，通过基因重组产生新的基因型，逐渐形成独特的有差异的个体。3.一对等位基因的频率之和等于一。4.在一个大的随机交配的种群里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、选择的情况下，世代相传不发生变化。5.自然选择是生物产生适应进化的唯一因素。6.地理障碍是异地物种形成的原因，染色体成倍的变异是同地物种形成的原因。11